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什么是結構光3D掃描及其工作原理
什么是結構光 3D 掃描儀?
結構光3D 掃描儀通過將結構光圖案投射到物體表面來測量物體的 3D 形狀。該圖案通常呈網格或條紋狀,與物體輪廓接觸時會發生變形。攝像頭或傳感器從各個角度捕捉變形圖案的圖像。
想象一下,在一個黑暗的房間里,一臺投影儀在平坦的墻壁上投射出條紋。如果墻壁有凹凸,條紋就會變形。這一原理正是結構光技術的基礎。
具體步驟如下:
1.結構光投影
掃描儀將光圖案(通常是條紋或網格)投射到物體表面。
2. 圖像捕捉
掃描儀的攝像頭捕捉表面變形,從而使掃描儀能夠確定每個表面點的三維坐標。
3.點云生成
通過上述過程,掃描儀將物體表面轉換為由眾多點組成的點云,每個點都有獨特的 3D 坐標。
4. 網格生成和紋理
用三角形連接這些點會創建類似于 3D“皮膚”的網格,然后添加顏色和紋理以實現真實感。
它能做什么
3D 掃描儀將物體的形狀、表面特征和顏色轉換為可以在 PC 上查看、設計和修改的數字模型。
● 創建物體的數字模型:它捕捉物體的形狀并創建用于設計、分析或展示的數字模型,類似于掃描雕像以創建數字檔案。
● 逆向工程:掃描現有零件可生成用于重新設計或生產的數據,常用于汽車行業測量零件尺寸。
● 質量檢驗:將掃描的模型與原始設計進行比較,以確保零件符合規格。
● 歷史保護:記錄歷史物品的每一個細節,甚至用3D打印技術復制它們。
● 醫療保健:掃描身體以安裝假肢、支架或進行手術規劃。
物體尺寸很重要!
有些掃描儀可以創建各種尺寸的高精度模型。但是,如果您主要掃描特定尺寸的物體,請考慮使用專門設計用于掃描該尺寸的掃描儀。
● 對于彈簧或螺栓等小物品,選擇帶有轉盤的高精度掃描儀,例如 Revopoint MINI2 或 MetroX。
● 考慮使用 Revopoint INSPIRE、POP 系列或 MetroX 來處理桌面環境中的中型物體。
● 對于較大的物體,例如人或汽車,Revopoint RANGE 或 MIRACO 系列是合適的。
● 如果您需要一款能夠處理大件和小件物體的便攜式掃描儀,請考慮 Revopoint 一體式 MIRACO 系列。
選擇您的物體尺寸并找到適合您的掃描儀
結構光掃描儀的優勢
結構光 3D 掃描儀多年來一直很受歡迎,與激光掃描和攝影測量相比,它在 3D 掃描方面具有獨特的優勢。
準確度和分辨率:
結構光是捕捉精細表面細節、獲取精確3D數據的最佳技術之一。結構光3D掃描儀通過將高分辨率光圖案投射到物體表面,能夠捕捉精細細節。相機能夠檢測這些圖案因表面輪廓而產生的變形,從而捕捉幾何形狀的細微變化,非常適合捕捉復雜的細節和精細的特征。
快速掃描:
結構光技術的一個關鍵優勢在于其快速掃描能力。與激光掃描和攝影測量不同,結構光能夠快速捕獲大量3D數據。通過同時采集多個點,它可以快速生成3D模型,從而提高生產效率。
成本效益:
結構光系統設備成本低,對小型企業和個人用戶具備吸引力。結構光掃描儀投資少,即可提供高質量的3D數據,軟件簡單易用,操作簡單,易于學習。
非接觸式測量:
結構光掃描物體無需接觸,可防止損壞,是易碎或形狀復雜的物體的理想選擇。這種方法在醫學成像和藝術品修復等領域至關重要,能夠在保護物品的同時采集數據。
安全:
1類紅外光通常用于結構光,3D掃描儀可以安全地非接觸式掃描人體和動物,并無干擾地捕獲數據。它應用于醫學、體育和娛樂領域,包括面部識別、動作捕捉和用于3D數據采集的醫學成像。
您應該知道的事情
結構光 3D 掃描儀功能強大,但與所有工具一樣,您需要了解一些事情才能充分利用它。
對環境光的依賴
問題:結構光掃描儀在強光或陽光直射下難以捕捉物體。結構光掃描儀通常使用紅外光,而陽光作為重要的紅外光源,可能會干擾其傳感器。
解決方案:在均勻的室內光線下使用它,或者通過遮蔽掃描區域來減少環境干擾。
反光、暗色或透明表面
問題:反射、黑暗或透明的表面可能會導致數據丟失,因為光被反射或吸收過多或根本不被吸收,從而阻礙正確捕獲。
解決方案:使用掃描噴霧減少反射,以便更容易捕捉表面。
掃描量有限
問題:結構光掃描儀最適合掃描中小型物體。結構光掃描儀的視野和有效投射光圖案的范圍通常有限。物體距離掃描儀越遠,光圖案就會越分散,導致其過于分散,無法捕捉到準確的表面細節和深度。對于大型物體,例如汽車和卡車,可能需要分段掃描并合并。
解決方案: 分段掃描物體,并使用 Revo Scan 的合并功能將多個掃描的數據集成為完整的模型。
無特征表面
問題:如果沒有任何明顯的特征,3D掃描儀就會丟失追蹤信息。這是因為結構光3D掃描儀會將圖案投射到物體表面,通過檢測變形來推斷形狀。然而,光滑或無特征的物體缺乏這些變形所需的紋理,從而阻礙了掃描儀捕捉精確的深度信息并有效掃描此類物品的能力。
解決方案:在物體表面放置標記,以便掃描儀進行追蹤。